第四章 生物的遗传和变异

1、第4章 生物的遗传和变异本章是在学习了“绿色开花植物的一生”、“动物的生殖和发育”“人类的生殖和发育”的基础上来研究“生物的遗传和变异”。生物在生殖和发育过程中表现出来的遗传和变异现象，生物的遗传和变异是生物界普遍存在的现象。遗传使得物种相对稳定、世代相传，变异使得生物界绚丽多姿，丰富多彩。这就使得第四单元“物种的延续”成为一个完整的知识体系。遗传的物质基础是学习性状的遗传、性别决定、生物的变异和人类优生的基础，而性状的遗传是遗传的物质基础的深化，是学生理解生物遗传的实质，认识性别决定、生物的变异和基因组计划的核心问题。人类染色体与性别决定主要是运用前两节知识，解释学生关注的人性别遗传问题，可

2、以说是性状的遗传的拓展。人类遗传物质的改变往往引起遗传病，人类正在逐步破解自己的遗传信息。人类基因组计划的完成，会给人们认识生命的本质和利用基因技术造福人类提供基础。这种安排从微观到宏观阐述了遗传和变异的基本知识，脉络清晰，层次分明，既体现了遗传和变异的内在联系，也符合学生的内在规律。本章要培养学生识图能力，辨析概念的能力，搜集处理信息的能力，使学生在已有生活经验的基础上结合现代生物科技成果，构建相应的知识体系，不断提高生物科学素养。第一节 遗传的物质基础【教学目标】1.知识目标说明细胞核是遗传的控制中心，DNA是主要的遗传物质，描述染色体、DNA和基因的关系。2.能力目标通过活动，提高思维能

3、力，使分析问题和解决问题的能力得到加强。3情感、态度与价值观目标培养学生的科学：通过对遗传学发展的了解态度。【课前准备】制作课件；学生课前进行相关调查及预习工作。【教学过程】教师通过一定的方式（课件、小黑板或口述等）呈现对上节课学过的主要知识的提问：1、我国为什么要实行计划生育？2、计划生育的具体要求是什么？出示三张孩子的照片，请学生猜猜看哪一个是我的孩子，说出猜测的依据。引出遗传和变异现象，进入新课的学习。进而请学生例举生活中常见的遗传和变异现象，通过分析讨论，提炼出遗传的概念。遗传和生物的其他生命活动一样，也有其物质基础。今天我们就来做一次遗传学家，探究遗传的物质基础。（第一个环节：通过两

4、种手段使学生认同细胞核是遗传的控制中心）1.播放克隆羊多利培育过程动画2.设计实验：证明伞藻的伞帽形状、颜色是由细胞核控制的。教师给学生提供背景知识：（1）伞藻是一类大型的单细胞海生绿藻，细胞核位于基部的假根内，成熟后，伞藻的顶部长出一个伞帽，伞帽的形状因伞藻的种类不同而异。（2）伞藻具有较强的再生能力，切去伞帽后仍能长出新的伞帽。在方案设计中，教师建议学生可以采用课本73页中的嫁接方式，同时鼓励学生进行创新，如通过对细胞核移植的方式进行证明等。教师选取小组展示设计方案，共同评价方案是否科学可行。并推测实验结果。（1）请你简述实验过程。（2）这个实验的假设是什么？预测现象是什么？（3）通过这个

5、实验你能得出什么结论？在推测实验结果的基础上，教师多媒体演示伞藻嫁接实验和伞藻的细胞核移植实验，呈现结果，得出结论：细胞核是遗传的控制中心。（第二个环节：通过分析讨论、“专家”研讨、模拟制作三种形式认识染色体、DNA、基因）教师多媒体展示洋葱根尖细胞分裂图片，不同生物体细胞中的染色体形态及数目图片，染色体的构成图片。创设问题情境：科学家利用染色技术对正在分裂的细胞进行染色等多种方法处理，获得了这些图片，你能通过图片获得哪些知识？学生观察教师引导学生讨论，引出染色体，并能说明染色体在体细胞内的存在规律，认识染色体的化学成分：蛋白质和DNA。2.“专家”研讨： DNA是生物的主要遗传物质学生在认识

6、染色体的化学成分后，会思考二者谁是遗传物质。3.模拟制作DNA模型探究DNA是主要的遗传物质，它有哪些结构与遗传功能相适应？自然过渡到对DNA分子认识。为学生提供彩带、彩色纸片、双面胶、订书机、硬纸板等材料，制作模型。模型制作完成后，进行展示，教师在此时提示学生：制作模型所用的四种不同颜色的纸片，分别表示DNA分子的四种化学成分，观察模型，从中任选一段进行比较，看能否找到完全相同的片段。教师说明不同的片断能够表达不同的信息，这些信息控制着生物表现出各种特征，引出基因的概念，认识基因。（第三个环节：角色表演，归纳知识）学生认识了细胞核、染色体、DNA和基因，教师引导学生通过角色表演的形式，表达四

7、者的关系，进行归纳知识。角色表演的方式：1、教师准备写有细胞核、染色体、DNA和基因的四块纸板。2、选择四名学生上台抽取纸板，根据纸板上的内容，让他们排序，并说明排列的依据。3、教师和其他学生对他们进行提问，加深对四者的认识，问题：（1）谁是遗传信息库？（2）在细胞中能被碱性染料染成深色的物质是什么？（3）谁是主要的遗传物质？（4）谁具体控制生物特征？4、请说明在人的一个体细胞中，你们四者间的数量关系：一个体细胞中有一个细胞核，23对染色体，46个DNA分子，许多个基因。在同种生物体细胞内染色体和基因的数量是相对稳定的，保证了后代与亲代之间具有稳定的遗传信息。第二节 性状的遗传【教学目标】一、

8、知识目标1.识别生物的性状和相对性状，举例说出身边生物的性状和相对性状；（重点）2.描述染色体与基因的关系；3.举例说出显性性状、隐性性状、显性基因、隐性基因的概念及关系。（重点）4.尝试用遗传图解说出亲代与后代的基因组成和性状表现。（难点）二、能力目标1.通过资料分析，提高学生分析、推理、表达能力；2.开展调查活动，培养学生统计及数据处理能力。三、情感、态度与价值观目标1.通过调查活动，让学生了解自己，悦纳自己；了解父母，热爱父母 2.培养学生实事求是的科学态度。【课前准备】制作课件；学生课前进行相关调查及预习工作。【教学过程】回顾所学知识，思考并回答下列问题：1.什么是基因？基因与染色体的

9、关系是怎样的？2.在生物的体细胞中，染色体是如何存在的？3.在人类生殖的过程中，父母的染色体是怎样传给后代的？导入语：同学们好！很高兴和大家一起学习性状的遗传，老师想对同学们有所了解，咱们先来做一个小调查，好不好？展示问题：1.同位之间相互观察一下，你具有下列哪些特征？（展示图片：单双眼皮、有无耳垂、能否卷舌等。）2.请双眼皮的同学站起来。3.在站着的同学中，不能卷舌的请坐下，请无耳垂的同学再坐下。师：大家看，现在只剩下了一个同学！可见，每个人都有与别人相似的特征，也有自己独特的特征，在这个世界上，你是独一无二的，请相信你也是最棒的！刚才我们调查的这些人体特征叫生物的性状，大家想一想，你的哪些

10、特征与父亲的相似?哪些特征与母亲的相似? 为什么你与父母之间有这么多的相似之处呢？那么父母的这些性状是如何遗传给后代的呢？这节课我们就一起来探究这一问题。板书课题：性状的遗传知识点一：生物的性状继续以问题串的形式引导学生的思考：1.除了我们刚才列举的外部形态特征，父母还可以遗传给子女一些什么呢？ 2.植物和动物的一些特征也能遗传给后代吗？谁能举例说明？归纳总结：大家列举的人的身高、眼睛、肤色、花的颜色、叶的形状、动物的毛色等都属于生物的形态、结构特征；而血型、免疫力等属于生理特征；走路的姿势、说话的声音、动物的叫声、运动等属于行为方式，我们把这些特征和行为方式统统称为生物的性状。3.组织学生进

11、行观察力比赛：在下列生物性状中找出不同之处。（展示图片：果蝇翅、番茄果实的颜色、兔毛的颜色等。）通过观察、分析，总结相对性状的概念。过渡：同学们观察的很仔细、认真，回答也比较准确。我们把这样的一对性状叫相对性状。4.判断：下列性状是不是一对相对性状？A黄皮肤和黑眼睛B豌豆的高茎和矮茎C狗的卷毛和短毛D大嘴唇和厚嘴巴5.谁还能举出一些相对性状的例子？过渡：通过以上研究，我们发现每一种生物的不同个体之间都有许多相对性状，那么这些性状在亲代和后代之间的遗传又有什么规律呢？让我们继续探究。1.指导学生观察教材99页图4.46，分析：（1）在豌豆花色、鹦鹉体色的遗传中，我们要研究的分别是哪一对相对性状？

12、（2）豌豆花色和鹦鹉羽色的遗传中哪是显性性状？哪是是隐性性状？过渡：同学们分析的真好！生物性状的遗传为什么有这样的规律呢？我们要从生物的遗传物质上来寻找原因。大家想一想：生物体内的主要遗传物质是什么？（染色体、DNA、基因）究竟是什么控制着生物的性状呢？2.指导学生分析转基因鼠的培育过程图（课件展示），讨论：（1）子代巨型小鼠比亲代小鼠的个体大许多，这是什么原因呢？（2）这个实验说明生物的性状是由什么控制的？过渡：基因位于染色体上，在体细胞中染色体是怎样存在的？（成对）3.指导学生观察教材101页图4.410，分析：（1）基因在染色体上排列有什么规律？（2）一对染色体上只有一对基因吗？（3）你

13、还有什么发现？（大小写的问题）过渡：一对基因可以用一对大小写字母表示，这是什么含义呢？基因又是如何控制性状的呢？4.指导学生带着问题阅读有关课文，解决以下问题：1. （1）一对基因可以用相对的大小字母表示，这是什么含义呢？（2）基因是如何控制生物性状的？5.指导学生进行巩固练习：人的双眼皮是由显性基因 A 控制的，单眼皮是由隐性基因 a 控制的。（1）显性性状是什么？隐性性状是什么？（2）父亲是双眼皮，其基因组成可能是什么？（3）母亲是单眼皮，其基因组成可能是什么？过渡：父母的基因又是如何遗传给后代的呢？6. 教师指导学生分析：一对基因随一对染色体遗传图,思考：（1）基因位于染色体上

14、，基因的如何传给后代的？（2）图中的后代体细胞中遗传了母亲的a基因，为什么还表现为双眼皮？总结：（分析图后）我们看到在生殖过程中，亲代的基因随着染色体传递给后代，并控制着后代的性状表现。正是由于基因在亲代和后代之间的传递，才使得生物的固有特征代代相传。过渡：知道了基因的遗传规律，我们一起再来揭开豌豆花色遗传的奥秘吧。1.指导学生分析继续教材99页图4.46，分析：（1）豌豆的紫花是由基因B控制的，白花是由基因b控制的，你能写出紫花和白花可能的基因组成吗？（2）在豌豆花色的遗传中，为什么在后代中只表现为紫色呢？白色为什么不能表现出来呢？教师精讲：如果豌豆亲代组合是紫花（Bb）和白花，它们的后代又

15、有几种表现呢？我们一起来分析。 亲代        紫花      白花                 Bb         bb生殖细胞      B   b   &

16、#160;     b子代基因组成 Bb    bb 子代表现      紫花         白花    想一想，子代中的白花和紫花各占多少？师：这种分析问题的方法叫遗传图解，遗传图解就像一把钥匙，用这把钥匙能揭开很多遗传的奥秘。2.学以致用：请同学用这把钥匙来解决生活中的问题吧。（1）人的双眼皮（A）和单眼皮（a）是一对相对性状，小明的父母都是双眼皮，而小明却是单眼皮，这是怎么回事？

17、难道小明不是父母亲生的吗？如果父母再生一个孩子，双眼皮的可能性是多大？（2）某人的鼻子本来比较高挺，一场车祸后，鼻子被撞歪了。他担心会遗传给下一代，因此很伤心，你能给他做做思想工作吗？课堂小结：同学们这节课表现的非常出色，老师也为你们感到骄傲。大家来反思一下：本节课你有哪些收获？还有哪些疑惑？第三节 人类染色体与性别决定教学目标：1.总结出染色体在亲代与子代间的传递规律，从而形成男孩女孩都是传后人的正确观点；2.可以分别说出男性、女性染色体的组成；3.可以解释生男生女的原因，对生男、生女的机率和决定有正确的认识。（四）教学思路：首先，从关于生男生女的一个生活小笑话开始，和学生剖析现实生活中存在

18、的“只有儿子才能传宗接代”“生不出儿子是妻子的责任”两个错误观点。然后，引导学生思考如何反驳和消除这些错误认识。对错误观点的解释就是本节主要的学习内容，整节课都围绕这这一主线进行。最后，再引导学生回到生活实际，寻找生活中形成错误男女观的根源，寻求解决的办法。二、教学过程（一）引入有对老夫妻老想生个儿子，在生第一个女儿时，便把她取名“招弟”。第二年又生下一个女儿，便取名“再招”。第三年生的仍是个女儿，仍不死心，取名“又招”。第四年还是生个女儿丈夫彻底绝望了说：我妻子就会生女孩，看来是没有给我传宗接代的了，这个就叫“绝招”吧！师：同学们，这看似一个笑话，但实际上我们的生活中确实存在一些人，认为“只

19、有儿子才能传宗接代，想方设法生儿子；没生出儿子就怨妻子。”作为新时代的同学们有责任，去消除这些错误的观念。我们怎么去说服这些人呢？这就需要我们知道传宗接代和生男生女的相关知识。（二）目标展示：1.总结出染色体在亲代与子代间的传递规律，从而形成男孩女孩都是传后人的正确观点；2.可以分别说出男性、女性染色体的组成；3.可以解释生男生女的原因，对生男、生女的机率和决定有正确的认识。（目标展示过程中，关键强调其中的动词，让学生知道怎么做。）（三）新课学习师：通过上一节课的学习，我们知道，正常人体细胞中染色体的数目是多少？生：23对。板书：母：23对 父：23对。师：他们的子女体细胞的染色体是多少呢？生

20、：也是23对。师：这问题就出来了，父亲的精子和母亲的卵细胞结合成的受精卵发育成子女，怎样才能保证子女（受精卵细胞）的染色体恒定在23对呢？学生思考中。知识探究一：染色体的传递规律（阅读课本78页第一段文字和图解，试说出下列问题。）1、精子和卵细胞中染色体数目是多少？如何实现的？2、子代体细胞中每对染色体都是怎么来的？子代的遗传信息和亲代有何关系？针对问题1的回答，通过课件演示生殖细胞形成过程中染色体的变化情况。师：通过这个过程看，由体细胞分裂成生殖细胞时染色体减半，只是数目上随便一分为二，还是有什么规律？生：是每一对染色体都一分为二。师：我们推测一下精子和卵细胞结合时，染色体又是怎样组合的呢？

21、生：应该是精子和卵细胞中对应的两条染色体再结成一对。演示精子和卵细胞的结合过程。师：子代体细胞中每对染色体都是怎么来的？子代的遗传信息和亲代有何关系？生：体细胞中每对染色体都是子代一条来自父亲，一条来自母亲。生：子代的遗传物质一半来自父亲，一半来自母亲。板书：生殖细胞 精子23条 卵细胞 23条。师：现在可以驳倒第一个错误观点了吗？只有儿子才是传后人吗？为什么？生：不是，因为不管男女，他们的遗传物质都是一半来自父亲，一半来自母亲。因此说男孩女孩同样可以把父母的遗传物质传递下去。师：很好，儿子和女儿的遗传物质都是一半来自母亲，一半来自父亲，那为什么有的像我发育成了男孩，有的发育成女孩呢？是哪些遗

22、传物质决定了男性还是女性呢？（引入下一环节的学习。）知识探究二：男性、女性染色体的差别师：其实很多科学家曾研究过昆虫的雌雄问题，直到1914年，塞勒对蛾研究时终于发现了性染色体。师：染色体？染色体能决定性别吗？我们来研究男、女的染色体有何区别。生：仔细观察女性和男性的染色体图谱。生：男女有一对性染色体不同。师：请同学用简单的方法表示。（根据学生表述板书：母 22对+XX 父 22对+XY。）也就是说性染色体是XX就是女性，性染色体是XY就是男性。原来性别与性染色体有关，看来我们得研究一下生殖细胞的染色体特别是性染色体的组成了。（引入下一环节。）知识探究三：人类的性别决定师：女性所产生的卵细胞染

23、色体情况是怎样的？男性所产生的染色体精子情况是怎样的？比例如何？生：女性卵细胞为22条+X。生：男性精子一种为22条+X，一种为22条+Y。比例是1:1。师：精子和卵细胞结合的方式有几种呢？生：两种，且几率相等。根据学生作答，老师完成图解。师：生男生女的比例真的相等吗？下面我们就通过一个实验来模拟受精的过程来探究一下这个问题。生：自主完成探究生男生女的比例实验。用一个正方形代表卵细胞，其中已经有一条X性染色体，分别用标有X或Y的小长方形代表不同类型的精子。将“精子”放入“卵细胞”的空处表示完成受精，根据每次受精卵的类型推测将来发育成男孩还是女孩，每组做20次并做好记录。 生：交流展示，把每组的

24、合计展示到黑板上。师：比例接近1：1，但还是有差距，为什么呢？出示其他班做的结果，合计后比例更接近1:1。生：可能跟实验的次数太少有关。师：通过这个实验能得到什么结论？生：生男生女的机会均等。师：现在同学们可以驳倒第二个错误观点了吗？是妻子决定了生不出男孩吗？你认为应该是怎样的？生：不是妻子，是丈夫。师：是丈夫决定的吗？那现在你就当父亲，再来尝试一下。（1）如果你想得到生男孩（或女孩）的组合是否总是如愿？（2）如果你第一次得到了生男孩（或女孩）的组合，下一次是否一定会得到相反的组合？师:生男生女是随机的还是人（父亲或母亲）的意愿可以决定的？生：生男生女是随机的，不是随母亲或父亲的意愿决定的。（

25、四）国情分析下面是我国大陆五次人口普查的资料：年份人口（亿）男女性别比19535.821.076:119646.951.055:1198210.081.063:1199011.341.066:1200012.661.067:1请分析如上数据，根据自己的社会知识，完成如下思考：1.人们的观念和医疗技术会不会影响男女性别的比例？2.男女性别比例不平衡会对社会产生负面影响吗？ （五）课堂达标（六）课后延伸请同学们到自己生活的社区做一个调查，统计现在生活中仍然抱有“只有男孩才能传宗接代”想法的人占有多大比例，造成这种观念的原因是什么？我们可以开展什么样的社区活动来解决这一问题？设计出活动方案。第四节

26、生物的变异【教学目的】（一）知识目标：1、认识生物性状的变异是普遍存在的。2、举例说出可遗传的变异和不遗传的变异。并能说出引起两种变异的原因。3、举例说出生物的性状既受遗传物质的控制又受环境的影响。（二）能力目标：1、 初步体验调查生物变异的方法，提高处理调查数据和分析数据的能力。2、能够运用所学的知识解释调查结果的能力。（三）情感、态度、价值观目标：  通过生物变异的事例，增强学生对生物世界探究的好奇心及保护意识，培养学生们严谨的科学态度和热爱科学的兴趣。21·【教学流程】创设情境“龙生龙，凤生凤，老鼠的孩子会打洞”说明生物具有遗传现象。我们还听过“一母生九子，

27、连母十个样”，说明什么呢？像这样，生物的亲代与子代之间，以及子代的个体之间在性状上的差异，就叫做变异。本节课我们将走进生物变异的世界，了解生物变异的有关知识。（一）变异的类型及意义1、总结变异的概念。那么生物的变异是怎样形成的？2、出示教材87一88的图片（见上图）。讨论下列问题：（1）颜色艳丽的金鱼是怎样逐渐形成的？你还能举几个类似的例子吗？（2）这“一家子”狗的毛色不同的原因是什么？（3）无仔西瓜是由于什么数目的改变引起的？（4）番茄幼苗的势不同是由于什么的同造成的？你还能举几个类似的例子吗？（5）根据你的理解，生物的变异应该分为哪几种类型？想一想，这两种变异是不是都能遗传给后代呢？类型项

28、目可遗传的变异不遗传的变异表现_给后代。_给后代。原因_引起遗传物质未改变，由_引起。生物的变异有遗传的变异和不遗传的变异，那么，以上变异对生物的生存有什么影响呢？我们再来看两个实例：1小麦中出现矮杆、抗倒伏的变异品种。2玉米中出现白化苗。上面这两个实例中的变异对生物的生存是有利还是有害呢？小麦中出现抗倒伏的变异品种玉米中的白化苗，因不能进行光合作用而过早的死亡。通过上述案例请同学思考假如生物不能产生变异，现在的生物界会是什么样呢？师生共同总结：生物的变异有利于物种的发展和进化，使得生物更加适应周围的生存环境。如果没有变异，生物在繁衍过程中，不会出现新的性状，就不产生新的生物种类。趣味导读（壶

29、口湖临汾青年论坛的消息） 苹果上“长”出富、贵、喜字的有之，但“长”出人物、风景画的“艺术苹果”却很少。近日，笔者就在成安县东关东村村民段振的果园中开了眼界：方形、圆柱形的苹果上“长”着京剧脸谱、八仙过海、金陵十二杈、清明上河图等优美逼真的图画。去年曾以8个一套的“八仙过海”苹果卖出800元高价的段振期待着今年更好的收成。大家想一想这是怎么形成的？走进生活1一对色觉正常的夫妇生下了一个色盲的孩子。2兄弟二人，哥哥长期在野外工作，弟弟长期在室内工作，哥哥与弟弟相比脸色较黑。提问：上面所讲的两个实例中的变异是由什么原因引起的？焦点论坛（二）示生物学上对于遗传变异在实践中的应用：1.2.太空椒是在太

30、空的条件下，引起基因发生改变而培育成的新品种。染色体加倍草莓是用人工诱导的方法，使细胞中的染色体数量加倍，产生新品种。【小结】人类在农业上利用变异的方法：1、人类可以根据自己的需要进行选择、培育，获得新的品种。2、用杂交的方法，将不同生物个体的状重新组合，形成新的性状组合的新品种。3、为培养新的品种，也可以改变环境因素来影响遗传物质，使生物产生变异并对变异进行选择，培育出新品种。第五节 人类优生与基因组计划教学目标：1.知识目标认同遗传病的危害和优生优育。（重点、难点）描述人类遗传病形成的原因。描述基因组计划2.能力目标通过对图片和资料的分析培养学生处理信息的能力和收集有关人类基因组计划的资料

31、。3情感、态度与价值观目标认同优生优育。教学过程：展示：红绿色盲检查图： 你能看出图中有什么动物或数字吗？你知道这种方法是检查哪种疾病的吗？你知道色盲这种疾病是谁发现的吗？这种疾病产生的原因又是什么？能不能传给后代?让我们一起走进遗传病的世界，探索人类遗传病的奥秘。（一）人类遗传病与优生指导学生阅读课本回答上述两个问题，引出遗传病的概念。你回答的很精彩，能够应用已有的知识来解释问题。同学们，谁还知道哪些疾病属于遗传病吗？这些疾病是什么原因引起的？教师利用多媒体展示一组遗传病图片及病因。图片1 图片2： 红绿色盲决定于X染色体上的两对基因 白化病患者是由白化病基因引起的图片3 先天性愚型患者常染色体异常先天性愚型(21三体） 图片3 先天性愚型患者 图片4 猫叫综合症根据我们看到的图片内容，请同学们思考回答下列问题：1、遗传病是由于什么原因引起的？你能给遗传病下一个定义吗？2、根据遗传病形成的原因，你